工廠中電氣自動化控制技術的探究

翟豪杰

摘 要 工業(yè)是一個國家的基礎，現(xiàn)代化的工廠已經(jīng)基本實現(xiàn)了電氣自動化，但是電氣自動化控制技術不會停滯不前，信息化和智能化已經(jīng)成為新的發(fā)展方向。本文簡單介紹了電氣自動化技術的發(fā)展和電氣自動化控制技術應用遇到的問題，以及電氣自動化控制技術的應用。

關鍵詞 工廠 電氣自動化 控制技術

一、電氣自動化技術的發(fā)展

在20實際中期，工業(yè)生產(chǎn)中電力和機電得到大規(guī)模使用，為了更好地使機器按照人們的意愿操作，一些電氣器件開始出現(xiàn)，尤其是接觸器的出現(xiàn)和普及，機器開始能夠按照人們設定的程序和邏輯進行操作，這時電氣自動化一詞開始出現(xiàn)，而且對電氣自動化來說接觸器的出現(xiàn)試一次巨大的革命，它直接助推了六十年代控制理論的出現(xiàn)。就在控制理論不斷取得突破的同時，計算機技術在此時也快速發(fā)展，并在工業(yè)生產(chǎn)中開始普及，這一階段自動化重要的特點就是電氣設備與計算機技術融合，真正實現(xiàn)機器控制機器已經(jīng)初步實現(xiàn)。而且電子自動化不僅僅是在生產(chǎn)中得到普及，對于整個生產(chǎn)過程都開始逐步實現(xiàn)自動化。在世上世紀七十年代，自動化迎來了發(fā)展的快速階段，基于微電子技術的發(fā)展，電器元件不斷豐富，加上信息技術的發(fā)展，自動化開始向大規(guī)模集成和大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)發(fā)展，這也得益于自動控制理論的完善。到80年代的時候，電氣自動化技術已經(jīng)大規(guī)模，成系統(tǒng)化地應用到各個行業(yè)，對于整個工業(yè)來說電氣自動化已經(jīng)實現(xiàn)，而自動化發(fā)展的下一個階段將是智能化，而到現(xiàn)在智能工廠已經(jīng)不再是遙不可及，無人車間已經(jīng)在一些行業(yè)得到應用普及。

對于電氣自動化發(fā)展的未來，主要的方向還是信息化和智能化，而這主要是實現(xiàn)更加人性化的智能化，能夠在通用和個性化兩個方向滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。一方面是將整個生產(chǎn)過程和管理實現(xiàn)統(tǒng)一的自動化，這主要以信息技術為基礎，主要是解決管理對象的屬性處理，以及對象的數(shù)據(jù)處理，以及對大量生產(chǎn)信息和管理信息的處理。另一方面是繼續(xù)對電氣設備的自動化水平進行升級改造，進一步分析，主要包括兩個要點：一是強化設備的通訊功能和組態(tài)環(huán)境下的應用管理，以及普及網(wǎng)絡技術；二是將電氣設備整合到統(tǒng)一的管理平臺上，實現(xiàn)集中管理和監(jiān)控。

二、電氣自動化控制技術應用遇到的問題

電氣自動化控制技術盡管早就開始在工廠中應用，而且大部分的設備都實現(xiàn)統(tǒng)一標準，但是電氣自動化技術的應用也受到一些因素的影響，一方面是不可避免的外界因素和管理因素，一方面是設備在發(fā)展中留下的問題。

（一）設備運行環(huán)境

工業(yè)生產(chǎn)是人類進步的最完美體現(xiàn)，是現(xiàn)代文明的基礎，工業(yè)生產(chǎn)涉及到人類接觸的各個行業(yè)，而不同行業(yè)對設備的運行要求不同，提供的環(huán)境也不同，這就給電氣設備的運行帶來了隱患，尤其是一些設備需要非常惡劣的環(huán)境下運行，造成設備的控制能力下降。主要的因素包括氣候、機械力、電磁干擾等。

機械力因素主要是指電氣自動化控制設備在不同運載工具中可能會受到的各種機械作用力，例如，沖擊、震蕩以及離心加速力等，這些機械作用會嚴重影響和損壞電氣自動化控制設備的元器件，或者改變其參數(shù)，或者致使其嚴重變形和斷裂，或者造成設備金屬件出現(xiàn)疲勞破壞；電磁干擾主要是指復雜電磁環(huán)境下電氣設備可能會出現(xiàn)通訊故障，盡管電磁干擾看不見，但是往往使整個控制系統(tǒng)癱瘓，電氣自動化控制設備的工作充斥著各種電磁波，這些電磁波會增大設備的輸出噪聲，造成其工作失穩(wěn)，甚至對設備安全產(chǎn)生影響；氣候因素就是通常指的溫度、濕度、風霜雨雪以及氣壓和污染等，這些因素往往造成電器設備結構的損壞，或者造成設備過快損耗，經(jīng)常會使電氣設備失靈。

（二）電氣設備自身的質量問題和缺陷

電氣自動化要靠電氣設備來實現(xiàn)，由于目前市場有眾多的品牌和廠家，而他們提供的產(chǎn)品質量不一，一些生產(chǎn)工廠沒有完整的管理體系，規(guī)模比較小，設備器件的質量的不到保證。另一方面，電氣設備行業(yè)競爭日趨激烈，廠家在價格方面一跌再跌，其產(chǎn)品的質量也相應受到影響。而且，一些特殊的電氣設備由于遺留問題或者目前技術的限制，存在很大的不足的問題，這也是不可避免的。除此以外，電氣設備最終還是需要人來操作，所以認為的操作和養(yǎng)護對設備的正常運行和壽命有著重要影響，從很多事故來看，往往都是操作不當和保養(yǎng)不到位。

三、電氣自動化控制技術的應用

（一）電氣產(chǎn)品的設計

電器產(chǎn)品的設計是一項復雜的工作，設計者不僅要熟悉產(chǎn)品使用的環(huán)境和最需要解決的問題，還需要產(chǎn)品設計的控制理論，可以說是一項經(jīng)驗與技術的結合工種，因此傳統(tǒng)的設計方法主要是依靠經(jīng)驗，工作量大而且在新的環(huán)境中使用還經(jīng)常出問題。現(xiàn)代化的產(chǎn)品設計除了要求設計者扎實的理論基礎以外，還需要掌握現(xiàn)代化的設計工具，尤其是計算機輔助系統(tǒng)，因此現(xiàn)代化的設計強調(diào)的是控制理論與現(xiàn)代工具的結合。而且現(xiàn)在遺傳算法和專家系統(tǒng)的出現(xiàn)更使得產(chǎn)品設計簡單和高效。

（二）智能控制

電氣自動化控制技術是目前的主流技術，已經(jīng)得到了廣泛的應用，但未來的發(fā)展方向是電氣智能化控制。智能化控制方法主要是專家系統(tǒng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制。目前主要應用于以下方面：對所有開關量、模擬量的實時數(shù)據(jù)進行采集與處理；對各主要設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時智能監(jiān)視；通過鍵盤或鼠標實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制；記錄故障并進行在線分析。

（三）設備故障診斷

隨著電氣設備的智能化程度越來越高，設備的故障也具有了非線性和不確定性的特點，傳統(tǒng)的檢測方法很難進行準確定位。而現(xiàn)代化的產(chǎn)品設計之初都運用了一套完整的理論，而依靠設計理論進行故障檢測已經(jīng)成為新的檢測手段，而且更適應智能化的產(chǎn)品，檢測效率極高。還可以建立專家系統(tǒng)和模糊邏輯系統(tǒng)，依靠成熟的系統(tǒng)可以進一步提升檢測效率。

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（作者單位：新橋選煤廠）